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   《智能制造能力成熟度模型》GB/T 39116-2020（下簡稱成熟度模型）國家標準自發布以來受到業界廣泛關注。目前，國內已有近百家企業通過智能制造能力成熟度符合性現場評估，獲得相應的二級、三級、四級成熟度等級證書，千余家企業在各地政府指導下利用成熟度模型進行制造能力對標診斷提升，20000余家企業在智能制造評估評價公共服務平臺（www.c3mep.cn）進行自評估活動。全國各地通過組織智能制造能力培訓班，已累計培養1900余名學員，獲得相應評估師資格。江蘇、廣東、浙江、山東、福建、湖南、陜西等多地政府主管部門將成熟度符合性評估作為推動本地企業智能化建設，以及建設成效檢驗的重要抓手。

     越來越多的制造企業希望深入了解成熟度在本行業、本企業如何實施應用，企業處于不同發展階段如何持續能力提升，如何規劃科學、合理的智能制造建設路徑實現企業戰略發展目標。

     本文從成熟度模型提出的必要性、成熟度模型的應用價值、基于模型的評估三個方面，闡述成熟度模型的價值與指導意義，引導企業如何利用成熟度模型提升制造能力。

01成熟度模型提出的必要性

企業開展智能制造、工業互聯網、數字化轉型建設，本質上都是采用先進生產力和生產方式提升企業制造水平。隨著各行業市場競爭日益激烈、新產品迭代速度加快，若企業安于現狀，有朝一日突然發現競爭力不再時，市場已發生巨變，且消亡速度如此之快，想著手發力已為時晚矣。因此，企業能力提升不再是可有可無的事情，而是變為企業的生存問題，不進則退。然而，大部分企業在前進道路上依然迷茫，難于制訂提升路徑，雖然有同行先進企業樹立典型，但每家企業境況不同，企業發展提升無法全盤借鑒模仿。

# 不同發展階段的路徑指引需要

   一方面，無論是中小企業還是大企業，不同規模的企業都有智能制造能力提升需求，企業基礎不同、外部環境不同，導致其智能化發展方向、建設路徑、工作重心也不盡相同。另一方面，企業從初創成立到步步發展，也在連續的經歷不同發展階段，長期目標的達成，需要企業規劃一條適宜、科學、完整的路徑，同時路徑需要有一步步的階段性目標支撐，并基于各業務職能分解，以便明確職責、跟蹤檢查、鞏固成果、持續提升。

   還有一部分企業經過大規模智能化建設達到瓶頸期，智能化系統已覆蓋所有核心業務，系統間跨業務協同信息流都已打通，生產智能化程度處于行業領先水平，行業內已無可借鑒參照，但企業對下一步建設規劃、提升發力點和提升需求卻日漸迷茫。同時，這些企業建設指引已不滿足于體系方法論、框架性方案、或單點能力建設，更需要完整、具體的成功實踐參考與對照。

# 持續化縱深性建設需要

   行業領先企業打造的優勢能力雖然在一段時期保持了市場競爭地位，但隨著國內工業互聯網建設與工業APP的快速部署應用，同行企業也能夠獲得解決關鍵短板問題的方法和工具，企業間能力差距將逐漸縮小；然而企業競爭優勢最終表現為差異化能力，領先企業為了保持領先狀態，會自發創新推動智能化系統不斷更新迭代，如裝備技術改造、系統定制化開發。因此，企業智能化建設沒有終點，是一個持續化提升過程。

   縱深性建設表現為企業對優勢能力的打造，從業務數字化管控轉向知識沉淀與模型應用。企業發展最離不開的是各類人才，然而企業經常抱怨，好不容易培養的人才被其他公司挖走，導致公司發展受阻。這種現象就是典型的企業缺少知識積累機制，人才最重要的是其具備的技能、經驗、知識，如果能把這些人才腦子里的知識、模型固化到系統中，存儲起來，并能為產品制造過程其他人所用；即使人才離開了但知識留下來，以此形成知識驅動的企業核心競爭能力，這才是企業最有價值的財富。

    針對持續化和縱深性建設，一般通用系統解決方案供應商只能提供框架平臺，這也是一部分解決方案供應商的局限，未能形成行業深挖的解決方案。而更深層次的應用，需要制造企業導入平臺后自身發掘、構建模型。但即便如此，企業也需要一套完整的體系，明確哪些知識、模型需要沉淀，用于沉淀知識的信息如何通過智能收集，沉淀后的知識、模型又如何在后續生產過程進行復用，由此獲得差異化提升。

# 跨行業制造優勢借鑒需要

   中國制造業門類齊全，但各行業的智能化水平卻不盡相同，比如汽車、電子等行業生產智能化程度相對較高，本身產品的迭代速度快、市場需求量大，對生產智能化程度提出較高要求，且這些行業的利潤率較高，企業愿意持續投入。然而，其他行業部分龍頭企業卻認為自己已經是行業頂尖水平，市場占有率、品牌影響力最高，智能化建設已經沒有提升空間了，這種想法其實是沒有跳出本行業的視覺。

   產品復雜程度不同、工藝復雜程度不同、生產組織方式不同、外部市場環境影響導致各行業的制造特點不同，智能化發展各有優勢。比如產品設計、工藝設計業務的智能化建設，其他行業需要向航空、航天等大型復雜裝備制造業學習，而對于能源管理、安全環保業務的智能化管理，離散制造行業需要向高耗能的流程制造行業學習。因此，當龍頭企業的某一業務領域發展出現瓶頸時，可以跨行業觸類旁通，借鑒其他行業的優勢。借鑒的前提，就是需要一套綜合體系，將各行業的優秀智能化經驗總結、提煉，指引其他制造行業建設方向。

# 同行企業能力對比需要

   企業一直在競爭中求生存，行業內的比較一直存在。企業競爭力不應僅看其產品市場占有率，更應關注其制造能力，即能否高質量、高效率、低成本的完成產品交付，并持續迭代研發出新產品。對于企業制造能力的評價，智能化是重要方向，智能制造能力水平是反映企業能夠長期、穩定、高質量發展的重要指標，而衡量這些企業的智能制造水平需要統一的量化評價準則。

   目前國內部分省市已開展各類智能化建設評選活動，如智能工廠、智能車間、數字化車間遴選等，一方面鼓勵當地企業智能化能力提升，一方面形成行業示范帶動效應。然而，由于各地評價準則不同，即使同行業企業無法進行跨地域的能力比較，比如某企業獲得浙江省數字化車間，另一企業獲得江蘇省智能車間，兩者能力高低難以比較。即使兩企業都獲得同一省份智能車間榮譽，其能力細節差異也無從得知。

   不僅行業領先的企業間需要對比，行業內的中小企業為了發展壯大，也需要知道自己與領先企業的差距在哪里，這樣才會有針對性的追趕提升。因此，中國制造企業迫切需要一套統一的、不受地域限制的，能夠衡量各方制造能力水平的評價標準。

02成熟度模型對制造企業的應用價值

成熟度模型對企業的應用價值表現在對企業智能化建設方式、建設思路、建設路徑的指引，以及可供借鑒的最佳成功實踐經驗總結，能夠伴隨企業不斷成長、持續化設定建設目標。具體表現為如下方面：

# 引導企業全方位能力均衡發展

   智能制造能力成熟度模型不僅關注產品實現的制造環節（設計、生產、物流、銷售、服務），還包括組織、資源、技術等環節，模型的20個能力子域對企業各項業務的智能化管控都提出建設要求，這不同于單項、亮點能力打造，更注重企業多方位能力均衡發展，每個等級都包含20個能力子域的相應建設要求。

企業組織構成是一個有機體，各職能業務間存在相互關聯，單點的智能化建設能夠實現單一能力快速提升，獲得短期效益，但從企業長遠發展來看，建設不均衡導致的短板最終會成為企業的瓶頸，也就是“木桶效應”，個別能力提升帶來的價值效益也難以充分顯現。

   成熟度模型“等級”的內涵，就是引導企業處于某一發展階段時，既要有優先重點建設，又要均衡發展，還要關注其短板能力。如果同一等級下，各能力子域發展不平衡，甚至各能力間差距較大，個別優勢能力發展太快反倒會急功近利的影響整個企業發展。這就好比某企業生產作業智能化達到四級水平，短期內企業獲得生產效益，產量飛速提升，但是安全環保因為沒有直接效益忽視智能化管理，安全風險隱患沒有及時監控，只達到二級水平，一旦出現重大安全事故，終將會導致企業停產，甚至倒閉。

 再比如，有些企業為滿足規模化生產需要，引進了很多智能化裝備，“裝備”能力域建設水平較高，裝備智能化在同行業處于領先，但后期設備使用中不注重“設備管理”能力建設，雖然使用初期大部分設備都能正常工作，但隨著設備日久磨損，后期維護工作量加大，設備故障處理時效低，生產進度就會受到影響。因此，企業應在早期通過智能化手段積累設備故障歷史數據，建立故障知識庫，為快速解決設備故障打下基礎，并通過定期維保盡可能減少設備非計劃性停機。

# 引導企業全方位能力均衡發展

   成熟度模型的等級特性不僅有助于企業識別所處的發展階段，同時針對同一業務能力子域的不同等級，提出逐級提升要求，這種逐級提升反映在階段性、有序性、縱深性幾方面：

   階段性建設。強調企業智能化建設不要想著一步到位、變革過猛、跨度太大，造成與企業生產管理水平、人員配置、應用環境不相適應，不同發展階段應有建設重點，取得階段性目標和適用成果，再持續化改進。企業可通過各級條款要求判斷所達到的能力（當前等級），以及后續提升的方向（下一等級）。

   有序性建設。表現在同一業務在發展等級之間的關聯性，企業具備了一定的建設基礎，才有利于開展后續的智能化建設，建設重點具有先后順序。比如，模型中“生產作業”質量檢驗業務方面要求，“二級c”條款僅要求關鍵工序采用數字化質量檢測設備，這階段企業重點對單點關鍵工序質量嚴格把控；但隨著企業發展，產品產量規模變大，質量檢驗效率要求變高，“三級c”條款要求質量檢測設備集成于產線中，實現“在線檢測”，并于信息系統檢驗指標比對實現“自動判讀”，收集質量信息總結“質量問題知識庫”；企業繼續發展，需要進一步降低質量不合格率，能夠對質量異常進行提前預測，因此“四級c”條款要求，質量預測基于三級的“在線檢測”，并通過一段時間知識庫數據積累，通過監控這些檢驗指標的實時趨勢進行潛在超差分析預測。

   縱深性建設。表現在對同一業務的智能化應用能力不斷增強。比如對于“生產作業”能力的生產現場管控要求，“二級b”條款僅要求收集關鍵生產過程數據，通過信息系統有效管控，“三級b”增強了數據采集實時性并能夠對數據異常進行監控。通常企業達到這個階段容易遇到瓶頸，以為做到異常監控就達到了現場管控目標，而對于異常情況處理，還是依靠人工調度解決。通過成熟度模型的導向作用，企業此時應繼續轉向生產數據的深層次應用方面能力提升，所以“四級b”條款要求通過構建分析模型，基于采集的實時生產數據動態優化生產過程，以敏捷響應生產過程中存在的異常情況，保證生產活動時刻處于最佳狀態。

# 各行業智能化最佳實踐總結

   成熟度模型作為國家標準提煉了各制造行業智能化建設要點，通過總結的各行業應用最佳實踐，形成了企業智能化提升的實施路徑和能力建設要求，涵蓋的智能制造知識點較多，清晰的條款要求有助于企業把握智能化建設關鍵要點，對建設項目提出明確需求，并對長遠智能化建設達成目標通盤考慮，有效指導企業項目落地實施以及成果檢驗。

   此外，企業經常在面對眾多智能制造解決方案供應商選擇困難，利用成熟度模型可以辨識解決方案供應商提供的產品是否滿足企業需求，成熟度模型里提及的管理要點，供應商是否提供了相應的解決方案。比如“設備管理”能力子域，從二級、三級、四級條款對企業設備管理系統或設備管理模塊提出了建設要求。

   對于“二級/規范級”能力建設，部分建設要點企業容易忽視。設備管理系統中雖然有設備維保計劃編制功能，但由于企業生產設備較多，維保周期時間點不同，維保人員較容易遺忘每天保養任務，這就需要“保養任務提醒”功能，以便捷化提醒維保人員作業。此外，每臺設備保養計劃并不是一成不變，每臺設備加工產品不同、使用工況發揮性能不同，需要結合設備狀態檢測結果適時對“保養計劃變更”調整，保證設備處于最佳工作狀態。此外，對于“設備點巡檢”，部分企業還是采用紙質點檢表，這就難以收集設備的狀態信息，而用電腦錄入點檢結果還需要部署較多終端，成本高，這就需要系統支持移動終端掃描設備條碼進行點巡檢功能。

   對于“三級/集成級”能力建設，企業通過設備機聯集成實現狀態采集監控，而實現“遠程診斷”不僅限于采集設備開停機信號，更需要收集設備出現異常時的故障代碼及各類指標參數。“設備故障知識庫”要求企業對經常出現的設備故障日志進行總結歸納，分析設備故障原因，提出排故方案，對于復雜設備故障問題，即使有經驗的老師傅不在班，新進設備維修人員也可以查看故障知識庫快速解決故障。“設備報維修閉環”更是著力解決部分企業設備維修效率不高、維修懈怠問題，要求設備故障出現時刻與維修人員響應時刻進行關聯記錄，考核機修人員響應報修的時長，此外要求報修和維修記錄關聯，并在生產人員確認下完成“維修閉環”，以此考核設備維修人員的維修時長。不僅實現整個設備維修過程的信息記錄、閉環管理，也對績效提升。

   對于“四級/優化級”能力建設，更是希望能提前預測設備故障，避免非計劃性異常停機對企業正常生產帶來影響。預測設備故障首先需要不斷積累歷史故障信息，以及故障產生與哪些因素相關，這就是三級“故障知識庫”的意義，影響設備故障的因素可能很多，正向、逆向關聯分析，同時對這些可能影響的因素實時設備采集，監控因素指標趨勢最終預測出設備故障。這就像企業內有些設備維修的老師傅，從設備旁邊一走過，就能通過設備響聲判斷設備異常，企業需要把老師傅聽到的這種“經驗”，通過聲音傳感器進行聲波采集并構建設備可能出現異常的判斷模型。

   此外，四級要求通過生產設備綜合效率分析對生產過程進行優化，通過設備數據采集發現設備綜合效率較低的設備，并分析其影響設備效率較低的因素，如是否停機待料時間過長導致實際生產時間影響；是否前道工序未加工完成或節拍不平衡，導致當前工序長時間等待，影響實際加工時間；是否訂單產品加工順序未合理調整，導致設備頻繁換型，反復調整機臺參數和切換工裝，導致實際機臺加工時間變短；是否設備維保計劃不合理，未與生產計劃配合，導致未能安排生產任務，或因為錯過保養出現設備故障與非預見性停機；是否設備未處于最佳的運行工控，導致產出不足等等。通過設備實時數據采集準確識別影響設備綜合效率的因素，然后基于這些影響因素對生產過程進行計劃調整、調度與工藝優化。

# 支撐企業向多品種、小批量、柔性化制造模式發展

   很多企業為了滿足市場大批量產品需求，通過構建自動化流水線實現產品高效生產，以為實現了智能制造，然而這些產線由于缺少柔性化適配，剛性有余、柔性不足，僅適合幾種單一型號的產品制造，幾年后產品過時，產線面臨淘汰。此外，單一產品很難長時間與同行對手拉開差距，雖然部分企業僅靠幾種產品、可靠的客戶源就能正常經營，但企業需要避免同質化競爭，需要拓寬市場不斷研發新產品，這就為企業能夠適應多品種產品制造提出需求。

   企業生產產品種類變多后，已不是追加生產設備能夠解決的問題，企業的生產組織管理成為關鍵，然而管理最難的是“人”，人與人之間最難的是協同。人雖然能夠很好處理柔性化問題，但人變多，協同成了難點。如何保證企業跨業務之間、人與人之間、人與設備間的高效協同，就成為智能化建設解決的核心問題。

   成熟度模型從“三級/集成級”開始就是通過系統集成實現各業務敏捷協同與信息同步共享，滿足生產多品種、柔性化需要。比如“生產作業三級a”條款，要求根據生產作業計劃自動將工藝文件下發到生產單元，這就是通過工藝系統和生產系統集成方式隨生產任務下達將技術文件準確下發給生產現場，防止同一產線或工位混線生產不同產品時作業人員選錯工藝參數，以此提高作業指令下達的精準度。此外，三級要求在多個業務能力域構建“知識庫”，利用知識固化管理流程和管理經驗，通過已有知識的快速復用實現多樣化問題的敏捷處理。而對于四級、五級的條款要求，更是為了企業滿足柔性化、大規模個性化定制生產需要，以及實現與供應鏈上下游企業的業務協同。

   此外，企業對于制造環節的管控是一個動態過程，成熟度模型四級、五級條款更是要求企業面對外部需求變化、制造異常變動、潛在失效風險，需要做出敏捷響應，需將企業知識封裝為分析模型，并通過模型驅動逐漸代替人工判斷決策，實現系統自動輔助決策和優化。因此，在“采購”四級能力，要求基于采購執行、生產消耗和庫存等數據建立采購模型，實時監控采購風險并及時預警，要求根據供應商供貨歷史表現數據，適時調整供應商量化評價模型；在“計劃調度”四級能力，對生產異常情況進行自動決策優化調度。

   然而，部分企業在對標成熟度模型三級以上能力要求時，發現條款要求對其不完全適用。究其原因，是某些企業生產產品種類不多、工藝不復雜、個性化需求不高，對生產組織、業務協同與敏捷響應無較高要求，這樣對高階的智能化應用沒有迫切需求，也就不會開展能力建設，達不到高等級要求。當然這些企業的生存也面臨危險，產品結構單一、工藝簡單，僅靠生產裝備幾年的先進性，容易逐步被同行效仿，甚至超越。由此，企業為擴大生存空間，為了突出差異化競爭力，會不自覺的將主營業務向多品種產品、多工序覆蓋、工藝優化改進、新材料應用、滿足個性化需求等維度拓展延伸，這就促進了企業智能化建設進一步提升需求。

03智能制造能力成熟度評估的價值

成熟度模型的重要應用之一就是基于國家標準《智能制造能力成熟度評估方法》GB/T 39117-2020進行企業制造能力水平量化評估。成熟度評估的價值表現為如下方面：

# 將評估作為企業自身制造能力梳理

   企業想要發展，首先需要認清自我。部分企業原以為對自身制造水平很了解，但其實了解的較為片面，“當局者迷”，忽視了相關能力建設。很多職能人員已習慣目前的工作方式，并認為就應該是這樣的，比如利用EXCEL文件制訂生產計劃、物料需求計劃，但對于為何企業沒有啟用ERP系統制訂計劃，人員就消極回避，沒將潛在問題徹底解決，而企業高層對某些短板能力情況未知或未引起足夠重視，導致企業制造管理水平提升遇到瓶頸。

   成熟度評估工作正是通過企業現場舉證、對標核查方式，將企業問題得到充分暴露、徹底解決，將能力優勢和弱勢全面梳理，針對能力短板給出提升建議，以保證企業及時糾正錯誤，持續健康發展。同時，評估引發高層對于企業制造水平的把握和關注，并對后續的智能化建設提供資源保障，因此能力梳理過程及意義遠比評估結果更重要。

   這也要求企業在申請成熟度評估時，不要盲目追求高等級結果，或者認為“家丑不可外揚”，評估中故意回避存在的問題，這樣失去了認清自我的機會，失去企業高層對能力薄弱環節的重視，以及對后續建設的投入支持，也未能體現評估對企業能力提升的價值所在。

# 企業向外界的制造能力展現

   成熟度評估以采集企業實際智能化建設效果作為打分依據，不同于文件體系審核或框架規劃方案審核，評估涉及的智能化條款要求必須已經上線應用，生產現場打開信息系統一一核驗，并根據系統內有效歷史數據做出評價，此種評估方式能夠判斷企業真實具備的智能化能力。

    由于所有企業基于統一的評價準則，有助于企業間橫向能力對比，通過系統性的量化評估報告有助于投資方、客戶對企業進行全方位了解，也有助于企業識別、選擇優秀供應商與合作伙伴，成熟度評估成為企業制造能力的展現。如下圖所示，為某企業成熟度評估報告中各級條款的打分情況。

   報告打分表中，每個顏色塊代表某等級某能力子域的1個條款，即四級的生產作業有4個條款，四級的計劃調度有2個條款。打分結果，綠色代表滿分，黃色代表及格，藍色代表弱項。由此可見，該企業在計劃調度四級b條款和設備管理四級b條款出現弱項，對照標準內容，企業對于生產現場異常情況的自動優化調度，以及基于設備運行狀態優化生產過程的建設能力偏弱；而四級的產品設計4個條款、工藝設計4個條款都是滿分，可見其產品研發能力較強。通過評估報告可以清晰了解企業每項業務的智能化水平。

   目前，國內某家電集團已將成熟度評估作為其合格供應商準入的評價參考，達到成熟度二級以上的企業有資格進入合格供應商名錄，相比以往對于供應商現場審核費時費力，由第三方進行成熟度評估，對供應商產品制造交付全過程業務能力進行審核，從源頭上考察供應商產品交付的可達性，同時也大幅降低企業對供應商準入評價的工作量與成本。

# 企業智能化人才培養與素質提升

   成熟度評估要求被評估企業各職能人員親自操作信息系統，演示智能化應用成果，企業人員評估參與度高，每個能力子域評估答辯人員一般為各職能負責人或技術骨干。據統計，申請二級評估的企業，現場參與答辯人員15人左右，三級評估時40人左右，隨著企業規模變大、職能分工越加細化，申請四級評估的答辯人員多達60余人，有時某個子域的1個條款答辯就需要3人配合。

   這些骨干人員參與評估答辯，通過評估老師的指導與建議，能夠對未來本職工作能力提升，有更深刻的理解與認識，明確后續建設方向。特別對于一些轉型乏力、遇到瓶頸的企業，成熟度評估有助于打開各職能人員思路，了解智能化技術應用及未來可能的智能化工作場景，明確改進提升需求，清晰制訂后續智能化建設規劃。

# 遴選優秀企業，行業示范帶動

   成熟度模型是目前國內智能制造領域首要的國家標準，基于國家標準的評估工作具有嚴謹性、權威性、公正性。因此，評估工作有利于協助各級政府遴選各類智能化示范標桿企業、工廠、車間，評估工作更為細致充分，能保證政府公信力。企業全年隨時準備就緒，隨時評估，評估工作不受時間節點限制。由于所有企業基于統一模型進行評估，有助于對比分析不同行業能力優勢和弱勢，從而認識本地不同行業的智能化建設重點與需求，政府可引導企業跨行業借鑒、交流學習，引進適宜的解決方案供應商。

   各行業龍頭企業參與評估后，也將帶動行業內企業積極對標評估，識別差距，針對性提升，最終實現整個地區、整個行業制造能力全面提升。目前，深圳、無錫、常州等地主管部門，已積極制訂成熟度推廣政策，以評促建，促進本地優勢產業制造水平提升。

   此外，成熟度模型與德國“工業4.0”就緒度等評價模型具有互參照性，通過國內制造企業能力評估有助于衡量企業制造能力的國際水平，從而發揮本地優勢產業，開展國際貿易合作。

04結語

隨著工信部出臺《智能制造“十四五”規劃》，“中國制造2025”進入最后發力時刻，未來國家對智能制造建設目標和成效都提升到新高度，成熟度模型作為指導并檢驗企業智能制造能力建設成果的重要抓手，將得到企業、政府的廣泛應用。同時，成熟度模型作為一項國家標準，部分內容表述還較為概括，需要進行行業適用性擴展解讀，并在不同行業應用中體現出落地性，還需結合企業建設成功案例系統性解讀與不斷完善。

專家介紹 楊卓峰

● 工學博士，CMMM?高成熟主任評估師、培訓講師 

●《智能制造能力成熟度模型》相關標準主要起草人之一

● 江蘇赫瑪信息科技有限公司創始人

● 美國德克薩斯A&M大學訪問學者

● 曾主持航空航天、工程機械、壓力容器、汽車、電子等行業多家企業信息化整體規劃與智能制造解決方案設計工作

● 豐富的業務分析、流程優化及企業兩化融合工作經驗，精通企業信息管理系統設計、開發和實施